南水北調(diào)中線總干渠與白桐干渠交叉建筑物連接型式探討

□江 立（南陽市鴨河口灌區(qū)管理局）

一、灌區(qū)基本情況

鴨河口灌區(qū)地處漢水流域、唐白河之間，是河南省最大的水庫自流灌區(qū)，系全國十大灌區(qū)之一。灌區(qū)自1966年興建，先后建成白桐、鴨東2條干渠總長85.89km，8條分干渠，總長210.5km，118條支渠，總長714.19km，支渠以下末級渠系6373條，總長8337.9km，各類建筑物6萬多座，現(xiàn)已成為南陽現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施。灌區(qū)總面積為2400km2，總耕地面積為16.1萬hm2，總?cè)丝跒?48.4萬人；灌區(qū)設(shè)計灌溉面積15.87萬hm2，現(xiàn)有有效灌溉面積8.84萬hm2，效益南陽市的宛城、新野、唐河、方城、社旗5縣（區(qū)）33個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)、辦事處）。灌區(qū)自1970年開灌以來，累計引水156億m3，灌溉因素增產(chǎn)糧食374萬t，棉花28.8萬t，增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)值突破60億元，年均1.5億元。特別是經(jīng)過近幾年續(xù)建配套暨節(jié)水改造項目的持續(xù)投資，實際澆地能力已達10.67萬hm2，除澇面積8.67萬hm2。灌區(qū)每年以占全市1/6的耕地，生產(chǎn)了全市1/4的糧食、1/2的棉花，為實現(xiàn)南陽糧食總產(chǎn)超百億斤大關(guān)做出了重大貢獻。

二、總干渠與白桐干渠基本情況

(一)總干渠

南水北調(diào)中線總干渠工程是一項特大型長距離調(diào)水工程，總干渠從丹江口水庫(河南南陽淅川)陶岔閘引水，經(jīng)長江流域與淮河流域的分水嶺方城埡口，沿唐白河流域和黃淮海平原西部邊緣開挖渠道，經(jīng)河南、河北、北京、天津4個省（市），跨越長江、淮河、黃河、海河四大流域，至終點北京團城湖。輸水干渠全長1273km。總干渠與白桐干渠交叉點處距離陶岔引水渠首117.674km，設(shè)計流量為330m3/s，設(shè)計水深為7.5m，設(shè)計渠底寬為21.0m，設(shè)計堤頂超高為2.31m，設(shè)計內(nèi)坡系數(shù)為2.0，設(shè)計渠底比降為1/25000，設(shè)計渠堤檢查道路寬度為5.0m。

（二）白桐干渠

白桐干渠是鴨河口灌區(qū)最大的一條骨干輸水渠道，全長59km，下設(shè)5條分干渠，效益涉及南陽市的宛城、新野、唐河、社旗4縣（區(qū)）27個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)），設(shè)計農(nóng)業(yè)灌溉面積為12.56萬hm2，同時還肩負著南陽市工業(yè)園區(qū)某公司的工業(yè)供水任務(wù)。

總干渠與白桐干渠交叉點處距離白桐干渠引水渠首大占頭樞紐5.3km，設(shè)計流量為111m3/s，設(shè)計加大流量為122m3/s，設(shè)計水深為3.01m，設(shè)計渠底寬為29.0m，實際渠底寬為31.0m，設(shè)計堤頂超高為1.15m，設(shè)計內(nèi)坡系數(shù)為2.0，設(shè)計渠底比降為1/5000，設(shè)計渠堤檢查道路左岸寬為7.0m，右岸寬為2.5m。

三、總干渠與灌區(qū)交叉情況

（一）總干渠與灌區(qū)交叉范圍

總干渠共穿越南陽市宛城區(qū)的新店、紅泥灣和方城縣的博望、趙河、券橋5個鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）境內(nèi)，總長度約30km，均在鴨河口灌區(qū)范圍之內(nèi)，其農(nóng)業(yè)灌溉效益十分顯著，是國家重要的商品糧、棉、煙基地。

（二）總干渠與灌區(qū)渠道交叉數(shù)量

總干渠與鴨河口灌區(qū)各級渠道交叉數(shù)量共有83處，其中與灌區(qū)骨干渠道交叉10處，與灌區(qū)田間渠道交叉73處。交叉的10處骨干渠道分別是白桐干渠、鴨東一分干渠、鴨東干六支渠、鴨東三分干渠、鴨東三分干一支渠、鴨東二分干一支渠回歸水、鴨東二分干一支渠、鴨東二分干三支渠、鴨東二分干四支渠、鴨東二分干五支渠。

（三）總干渠對灌區(qū)的影響情況

由于總干渠在鴨河口灌區(qū)范圍內(nèi)穿越的跨度大，與灌區(qū)各級渠道交叉的數(shù)量多，因此總干渠對灌區(qū)的影響非常明顯。據(jù)初步推算，因總干渠工程的實施將直接造成鴨河口灌區(qū)受影響的灌溉面積有1.27萬hm2，漏灌的面積有0.32萬hm2。同時灌區(qū)中還有約20萬人口和300萬只家畜飲水也受到不同程度的影響。因此，灌區(qū)管理單位建議有關(guān)部門應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃，合理設(shè)計總干渠與灌區(qū)渠道相交叉的建筑物結(jié)構(gòu)型式，以盡可能降低因總干渠工程的實施對鴨河口灌區(qū)所造成的影響，盡最大努力減少灌區(qū)原有自流灌溉面積的衰減程度，以確保灌區(qū)整體利益最大化。

四、總干渠與白桐干渠交叉建筑物連接型式探討

（一）交叉點地形情況

總干渠與鴨河口灌區(qū)交叉的10處骨干渠道中，受影響程度最大的渠道是白桐干渠，兩渠在南陽市宛城區(qū)新店鄉(xiāng)境內(nèi)相交叉，交叉處總干渠樁號是117+674，白桐干渠樁號是5+300，該處總干渠設(shè)計水位高程為▽139.94，設(shè)計堤頂高程為▽142.25，設(shè)計渠底高程為▽132.44；白桐干渠設(shè)計水位高程為▽133.24，設(shè)計堤頂高程為▽134.74，設(shè)計渠底高程為▽130.23。

（二）交叉建筑物原規(guī)劃情況

總干渠與白桐干渠交叉建筑物原規(guī)劃方案為總干渠利用渡槽連接型式在白桐干渠之上跨越而過，而把其下邊的白桐干渠連接建筑物設(shè)計為倒虹型式，其存在弊端如下：

1.上游渠道出現(xiàn)壅水現(xiàn)象，下游渠道產(chǎn)生過大水頭損失，致使白桐干渠引水量明顯少于設(shè)計引水量。根據(jù)規(guī)劃設(shè)計資料：交叉點距白桐干渠渠首僅5.3km，總干渠在交叉點的設(shè)計渠底高程為▽132.44，而白桐干渠在此處的設(shè)計水位為▽133.24，因此實施后的總干渠將下壓白桐干渠設(shè)計水位1m以上，將直接造成白桐干渠下游53.7km長的渠道水位受到不同程度的影響，致使灌區(qū)自流灌溉面積出現(xiàn)嚴重衰減現(xiàn)象。

2.工程維修不便，管理費用加大

倒虹最常見的問題是基礎(chǔ)及地基不牢固，時常發(fā)生不均勻沉降而導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫，造成漏水或者滲水現(xiàn)象。同時在進出口沉淀池內(nèi)，又經(jīng)常容易形成落淤，甚至堵塞現(xiàn)象，因此項目實施后將會給灌區(qū)管理單位的工程維修、保養(yǎng)帶來諸多不便，同時在管理費用上也大大增加了開支。

（三）交叉建筑物連接型式探討

從總干渠與白桐干渠交叉處的地理位置上看，順白桐干渠走向，交叉點以下1.7km處有一跌水橋（大柿園跌水橋，上部結(jié)構(gòu)為生產(chǎn)橋，下部結(jié)構(gòu)為跌水建筑物，跌水水頭為1.3m）。因此，規(guī)劃時可以充分綜合考慮這一地理、地形特點，先在交叉處上游規(guī)劃一處跌水建筑物，事先將設(shè)計水頭跌下來，然后再實施對交叉點至大柿園跌水橋之間的白桐干渠渠道進行技術(shù)改造，即將這1.7km渠道的設(shè)計渠底降低至合理高程，同時取消大柿園跌水橋，使得該渠段仍然形成新的明渠自由流形式。這樣，既可保證總干渠工程架設(shè)渡槽的需要不受影響，又可滿足白桐干渠設(shè)計水位基本不受影響的要求，從而使鴨灌區(qū)的經(jīng)濟利益損失降低到最小程度。因此，利用對白桐干渠渠道實施技術(shù)改造的辦法，取代原規(guī)劃中單純地采用倒虹型式連接的設(shè)計方案，顯得更為切合實際。